在幫助癱瘓患者重新行走的重大一步中，杜克大學醫學中心的研究人員今天宣佈，他們已經證明猴子可以使用腦力來控制機器人的行走模式。
杜克大學的研究人員與日本科學技術振興機構的計算大腦專案合作，在恆河猴 Idoya 的大腦中植入了電極，當她在特製兒童尺寸的跑步機上行走時，電極收集來自她大腦運動和感覺皮層細胞的訊號。電極記錄了猴子在跑步機上以不同速度行走時細胞的反應；與此同時，Idoya 腿上的感測器跟蹤了它們的運動模式。這些資訊從他們在北卡羅來納州達勒姆的實驗室即時傳輸，以控制在日本京都的一個五英尺高的人形機器人（在此觀看影片）的指令。
“我們可以讀取來自皮層區域的訊號……大腦的運動和感覺區域參與了行走運動程式的生成，”杜克大學神經科學家米格爾·A·L·尼科萊利斯說。“我們能夠讀取這些訊號，解碼它們，並將它們傳送到一個裝置……一個雙足機器人，它實際上開始像猴子一樣行走。”
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透過植入 Idoya 大腦的電極，研究人員發現，幾個區域中的某些神經元在不同的相位和頻率下放電，這取決於它們在複雜的、多肌肉運動過程中的作用。在實驗過程中，機器人在 Idoya 停止在跑步機上行走後繼續移動了幾分鐘，這表明她的神經衝動正在控制這個金屬人的肢體。“她肯定在思考與她行走時相同的事情，”尼科萊利斯說。“如果她在思考抓香蕉，我們就不會得到相同的模式。”
尼科萊利斯及其同事的目標是為大腦與電子和機械裝置之間的即時直接介面鋪平道路，這些介面可用於恢復因損傷或疾病而喪失的感覺和運動功能。“我們的希望是，在不久的將來，”尼科萊利斯和他的前博士後研究員西達塔·裡貝羅在 2006 年 12 月發表在《大眾科學》上的一篇題為《尋找神經程式碼》的文章中寫道，“我們也將掌握足夠的語法來與大腦對話，這將使我們能夠，例如，構建一個人體假肢手臂，該手臂裝載感測器，以將觸覺反饋傳送到其使用者的軀體感覺皮層。”
從猴子到機器人運動的實驗，是多年來研究靈長類動物大腦透過神經訊號刺激機械臂能力的高潮。在2000年，尼科萊利斯和他的同事描述了他們如何可靠地將貓頭鷹猴 Belle 的原始腦電活動轉化為訊號，這些訊號成功地指導了位於杜克大學和馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院實驗室 600 英里（965 公里）外的機械臂的動作。Belle 的小手左右移動操縱桿，以對應杜克大學實驗室顯示面板上的一系列水平燈；兩個機械臂都隨之行動。
幾年後的 2005 年，尼科萊利斯和他的團隊監聽了恆河猴 Aurora 使用操縱桿玩電子遊戲時產生的大腦訊號，並將它們轉化為機械臂複製這些運動的指令。Aurora 最終能夠在沒有操縱桿的情況下，僅用她的思想來移動機械臂，尼科萊利斯說，這個實驗解決了“關於大腦回路如何運作的基本問題”。
有關尼科萊利斯以及他在他的祖國巴西開展科學發展工作方面的更多資訊，請檢視 Christine Soares 在 2008 年 2 月刊《大眾科學》上發表的文章“在科學基礎上建設未來”。